(57)【要約】【課題】  簡易配線、簡易制御により、任意の領域に任意の位相差を設定できる偏光光学素子、制御基盤及び制御方法を提供する。【解決手段】  偏光光学素子に液晶技術を用いる。液晶への電圧印加はマトリクス状に配置された透明電極１４によりなされる。電圧印加については、「任意の領域」と「他の領域」に３：１の比率で電圧を印加する。この際、「他の領域」に印加する電圧は、電圧閾値以下にする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明電極と絶縁層と配向膜とが積層された透明基板が液晶層を挟んで対向する偏光光学素子であって、
前記液晶層を挟んで対向する透明電極の一方は縦方向に複数並べて配置され、他方は横方向に複数並べて配置され、
前記透明電極の交差する格子点のうちの任意の格子点に第１の電圧を印加され、前記任意の格子点以外の格子点に第２の電圧を印加されることで、付加する位相差の異なる２つの領域を形成することを特徴とする偏光光学素子。
【請求項２】
請求項１記載の偏光光学素子を駆動制御する制御基板であって、
前記第１の電圧と前記第２の電圧とを、３：１の電圧比で印加することを特徴とする制御基板。
【請求項３】
前記任意の格子点を形成する前記透明電極と、前記任意の格子点以外の格子点を形成する前記透明電極とに３：１の逆相で電圧印加することで、『第１の電圧：第２の電圧＝３：１』の関係を得ることを特徴とする請求項２記載の制御基板。
【請求項４】
前記第２の電圧は、前記液晶層内の液晶分子の液晶配向に位相差変化を生じさせる閾値電圧以下であることを特徴とする請求項２または３に記載の制御基板。
【請求項５】
前記偏光光学素子の素子温度を検知する温度検知手段を有し、
前記素子温度に応じて、印加する電圧を変更・調整することを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載の制御基板。
【請求項６】
前記第１の電圧を印加された領域が、前記偏光光学素子を透過する透過光の波長の（２ｎ−１）／４ （ｎは１以上の整数）の位相差を付加し、
前記第２の電圧を印加された領域が、前記偏光光学素子を透過する透過光の波長の（２ｎ＋１）／４の位相差を付加するように、前記第１の電圧及び前記第２の電圧を印加することを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載の制御基板。
【請求項７】
前記第１の電圧を印加された領域が、前記偏光光学素子を透過する透過光の波長の（２ｎ−１）／４ （ｎは１以上の整数）の位相差を付加し、
前記第２の電圧を印加された領域が、前記偏光光学素子を透過する透過光の波長のｎ倍の位相差を付加するように、前記第１の電圧及び前記第２の電圧を印加することを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載の制御基板。
【請求項８】
前記第１の電圧を印加された領域が、前記偏光光学素子を透過する透過光の波長の（２ｎ−１）／２ （ｎは１以上の整数）の位相差を付加し、
前記第２の電圧を印加された領域が、前記偏光光学素子を透過する透過光の波長のｎ倍の位相差を付加するように、前記第１の電圧及び前記第２の電圧を印加することを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載の制御基板。
【請求項９】
前記偏光光学素子は、所定方向の光学軸を持つ検光子を後段に有し、
前記第２の電圧が印加された領域を透過する透過光は遮光され、
前記第１の電圧が印加された領域を透過する透過光は所望の透過光量で透過するように、前記第１の電圧及び前記第２の電圧とを調整することを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載の制御基板。
【請求項１０】
請求項１記載の偏光光学素子を駆動制御する制御方法であって、
前記第１の電圧と前記第２の電圧の比が３：１になるように印加電圧を設定することを特徴とする制御方法。
【請求項１１】
前記第２の電圧を、前記液晶層内の液晶分子の液晶配向に位相差変化を生じさせる閾値電圧以下の電圧に設定することを特徴とする請求項１０記載の制御方法。
【請求項１２】
前記偏光光学素子の素子温度を検知する温度検知工程と、
温度検知工程により検知された前記素子温度に応じて、印加する電圧を変更・調整する電圧調整工程と、を有することを特徴とする請求項１０または１１に記載の制御方法。
【請求項１３】
前記第１の電圧を印加された領域が、前記偏光光学素子を透過する透過光の波長の（２ｎ−１）／４ （ｎは１以上の整数）の位相差を付加し、
前記第２の電圧を印加された領域が、前記偏光光学素子を透過する透過光の波長の（２ｎ＋１）／４の位相差を付加するように、前記第１の電圧及び前記第２の電圧を設定することを特徴とする請求項１０から１２のいずれか１項に記載の制御方法。
【請求項１４】
前記第１の電圧を印加された領域が、前記偏光光学素子を透過する透過光の波長の（２ｎ−１）／４ （ｎは１以上の整数）の位相差を付加し、
前記第２の電圧を印加された領域が、前記偏光光学素子を透過する透過光の波長のｎ倍の位相差を付加するように、前記第１の電圧及び前記第２の電圧を設定することを特徴とする請求項１０から１２のいずれか１項に記載の制御方法。
【請求項１５】
前記第１の電圧を印加された領域が、前記偏光光学素子を透過する透過光の波長の（２ｎ−１）／２ （ｎは１以上の整数）の位相差を付加し、
前記第２の電圧を印加された領域が、前記偏光光学素子を透過する透過光の波長のｎ倍の位相差を付加するように、前記第１の電圧及び前記第２の電圧を設定することを特徴とする請求項１０から１２のいずれか１項に記載の制御方法。
【請求項１６】
前記偏光光学素子は、所定方向の光学軸を持つ検光子を後段に有し、
前記第２の電圧が印加された領域を透過する透過光は遮光され、
前記第１の電圧が印加された領域を透過する透過光は所望の透過光量で透過するように、前記第１の電圧及び前記第２の電圧とを設定することを特徴とする請求項１０から１２のいずれか１項に記載の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏光光学素子、制御基板及び制御方法に関し、特に、異なる位相差を付加する領域を形成する偏光光学素子、制御基板及び制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高密度・大容量のデータ保存を達成するため、記憶媒体として光ディスクを利用する光メモリ技術が広く利用されている。
【０００３】
光ディスクは、フロッピー（登録商標）ディスクなどの記録媒体に比べて記憶容量が大きく、また、ハードディスクに比べて携帯性に優れることから、映像や音楽などのマルチメディアデータやデータファイルやソフトウェア等のプログラムデータなどの保持ディスクとして利用されている。
【０００４】
近年においては、記録層を複数層有する光ディスクが提案されており、これに対応してこの光ディスクの記録再生を行う光ピックアップ装置、記録再生装置が提案されている。これらの装置においては、複数層ある記録面にいかにしてレーザ光の焦点をあわせるかをその課題としている。
【０００５】
このような複数層光ディスク対応の記録再生装置に関する技術としては次にものが提案されている。
【０００６】
特許文献１では、半導体レーザからの発散光束のうちの周辺光線を選択的に遮光するゲストホスト型液晶を有する光記録再生装置が提案されている。このように構成することにより、光記録媒体の基板厚に応じてゲストホスト型液晶に選択的に電圧を印加し、半導体レーザからの発散光束のうちの周辺光線を選択的に遮光することができるので、対物レンズの開口数を制御することが可能となる。
【特許文献１】特開平９−３２６１２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
複数層光ディスクの記録再生を行う場合、記録再生対象の層以外の層からの反射光が受光素子上に投影され、受光素子の読み取り劣化の原因となるフレア光が生じることがある。フレア光は層間隔が狭くなるほどに影響力が増加するので、近年の光ディスク高密度化・複数層化に伴ってその悪影響は無視できるものではなくなってきている。そのため、フレア光を除去することは重要な課題となるが、上述の技術はこの点について何ら考慮していない。
【０００８】
フレア光を除去する技術として、ピンホール等の微細開口を設けることでフレア光を除去する技術があるが、このような形態ではメカニカルな固定開口ゆえに開口位置の調整、アライメントが非常に困難であった。
【０００９】
この点、固定開口を用いずに微細開口を形成する方法として、液晶技術を光学素子に用いる方法が考えられる。液晶は印加される電圧に応じてその位相差が変化する特性を持つ。また、液晶は任意の箇所にのみ電圧を印加することができるので任意の箇所に位相差を付加することができる。よって、例えば、液晶技術を利用した光学素子と偏光板とを用いれば、不要光を排斥することが可能となり、結果フレア光の抑制を図ることができる。
【００１０】
また、任意の領域に任意の位相差を設定できれば、フレア光の除去という目的に限られず、様々な用途で使用できる。例えば、任意の領域にだけ任意の波長板を形成する光学素子としての使用、アッテネータとしての使用などである。よって、このような偏光光学素子は非常に有用であるといえる。
【００１１】
任意の領域に任意の位相差を設定する光学素子として、例えばＴＦＴ液晶（Thin Film Transistor Liquid Crystal）を用いた光学素子が提案できる。しかし、ＴＦＴ液晶は、配線やトランジスタを組み込む必要があるため、透過率が減少してしまうことが避けられず、光学素子としては実用的ではない。また、素子として必要とされる機能は開口制限と波長板機能であるので、必要とされる機能に対してオーバースペックでありコスト的に見合わない。
【００１２】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、簡易配線、簡易制御により、任意の領域に任意の位相差を設定できる偏光光学素子、制御基盤及び制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１記載の発明は、透明電極と絶縁層と配向膜とが積層された透明基板が液晶層を挟んで対向する偏光光学素子であって、前記液晶層を挟んで対向する透明電極の一方は縦方向に複数並べて配置され、他方は横方向に複数並べて配置され、前記透明電極の交差する格子点のうちの任意の格子点に第１の電圧を印加され、前記任意の格子点以外の格子点に第２の電圧を印加されることで、付加する位相差の異なる２つの領域を形成することを特徴とする。
【００１４】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の偏光光学素子を駆動制御する制御基板であって、前記第１の電圧と前記第２の電圧とを、３：１の電圧比で印加することを特徴とする。
【００１５】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の制御基板において、前記任意の格子点を形成する前記透明電極と、前記任意の格子点以外の格子点を形成する前記透明電極とに３：１の逆相で電圧印加することで、『第１の電圧：第２の電圧＝３：１』の関係を得ることを特徴とする。
【００１６】
請求項４記載の発明は、請求項２または３に記載の制御基板において、前記第２の電圧は、前記液晶層内の液晶分子の液晶配向に位相差変化を生じさせる閾値電圧以下であることを特徴とする。
【００１７】
請求項５記載の発明は、請求項２から４のいずれか１項に記載の制御基板において、前記偏光光学素子の素子温度を検知する温度検知手段を有し、前記素子温度に応じて、印加する電圧を変更・調整することを特徴とする。
【００１８】
請求項６記載の発明は、請求項２から５のいずれか１項に記載の制御基板において、前記第１の電圧を印加された領域が、前記偏光光学素子を透過する透過光の波長の（２ｎ−１）／４ （ｎは１以上の整数）の位相差を付加し、前記第２の電圧を印加された領域が、前記偏光光学素子を透過する透過光の波長の（２ｎ＋１）／４の位相差を付加するように、前記第１の電圧及び前記第２の電圧を印加することを特徴とする。
【００１９】
請求項７記載の発明は、請求項２から５のいずれか１項に記載の制御基板において、前記第１の電圧を印加された領域が、前記偏光光学素子を透過する透過光の波長の（２ｎ−１）／４ （ｎは１以上の整数）の位相差を付加し、前記第２の電圧を印加された領域が、前記偏光光学素子を透過する透過光の波長のｎ倍の位相差を付加するように、前記第１の電圧及び前記第２の電圧を印加することを特徴とする。
【００２０】
請求項８記載の発明は、請求項２から５のいずれか１項に記載の制御基板において、前記第１の電圧を印加された領域が、前記偏光光学素子を透過する透過光の波長の（２ｎ−１）／２ （ｎは１以上の整数）の位相差を付加し、前記第２の電圧を印加された領域が、前記偏光光学素子を透過する透過光の波長のｎ倍の位相差を付加するように、前記第１の電圧及び前記第２の電圧を印加することを特徴とする。
【００２１】
請求項９記載の発明は、請求項２から５のいずれか１項に記載の制御基板において、前記偏光光学素子は、所定方向の光学軸を持つ検光子を後段に有し、前記第２の電圧が印加された領域を透過する透過光は遮光され、前記第１の電圧が印加された領域を透過する透過光は所望の透過光量で透過するように、前記第１の電圧及び前記第２の電圧とを調整することを特徴とする。
【００２２】
請求項１０記載の発明は、請求項１記載の偏光光学素子を駆動制御する制御方法であって、前記第１の電圧と前記第２の電圧の比が３：１になるように印加電圧を設定することを特徴とする。
【００２３】
請求項１１記載の発明は、請求項１０記載の制御方法でにおいて、前記第２の電圧を、前記液晶層内の液晶分子の液晶配向に位相差変化を生じさせる閾値電圧以下の電圧に設定することを特徴とする。
【００２４】
請求項１２記載の発明は、請求項１０または１１に記載の制御方法において、前記偏光光学素子の素子温度を検知する温度検知工程と、温度検知工程により検知された前記素子温度に応じて、印加する電圧を変更・調整する電圧調整工程と、を有することを特徴とする。
【００２５】
請求項１３記載の発明は、請求項１０から１２のいずれか１項に記載の制御方法において、前記第１の電圧を印加された領域が、前記偏光光学素子を透過する透過光の波長の（２ｎ−１）／４ （ｎは１以上の整数）の位相差を付加し、前記第２の電圧を印加された領域が、前記偏光光学素子を透過する透過光の波長の（２ｎ＋１）／４の位相差を付加するように、前記第１の電圧及び前記第２の電圧を設定することを特徴とする。
【００２６】
請求項１４記載の発明は、請求項１０から１２のいずれか１項に記載の制御方法において、前記第１の電圧を印加された領域が、前記偏光光学素子を透過する透過光の波長の（２ｎ−１）／４ （ｎは１以上の整数）の位相差を付加し、前記第２の電圧を印加された領域が、前記偏光光学素子を透過する透過光の波長のｎ倍の位相差を付加するように、前記第１の電圧及び前記第２の電圧を設定することを特徴とする。
【００２７】
請求項１５記載の発明は、請求項１０から１２のいずれか１項に記載の制御方法において、前記第１の電圧を印加された領域が、前記偏光光学素子を透過する透過光の波長の（２ｎ−１）／２ （ｎは１以上の整数）の位相差を付加し、前記第２の電圧を印加された領域が、前記偏光光学素子を透過する透過光の波長のｎ倍の位相差を付加するように、前記第１の電圧及び前記第２の電圧を設定することを特徴とする。
【００２８】
請求項１６記載の発明は、請求項１０から１２のいずれか１項に記載の制御方法において、前記偏光光学素子は、所定方向の光学軸を持つ検光子を後段に有し、前記第２の電圧が印加された領域を透過する透過光は遮光され、前記第１の電圧が印加された領域を透過する透過光は所望の透過光量で透過するように、前記第１の電圧及び前記第２の電圧とを設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２９】
本発明により、偏光光学素子が付加する位相差を所望の値に設定し、かつ、その位相差を付加する領域についても所望の箇所に設定できるので、融通性のある偏光光学素子を実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
＜偏光光学素子＞
本発明に係る偏光光学素子について説明する。偏光光学素子の構成を図１に示す。
【００３１】
偏光光学素子１０は、液晶層１１を挟み込む形で、配向膜１２と、絶縁層１３と、透明電極１４と、ガラス基板１５と、が順次積層されて構成される。
【００３２】
液晶層１１は、液晶分子を含む層である。液晶分子は複屈折効果を有し、液晶分子の光学軸方向と該光学軸方向に垂直な方向とで屈折率が異なっている。この液晶分子は、透明電極１４に印加する電圧に応じてその向きが水平方向〜垂直方向で変化し、これに伴い透過光の位相も変化する。
【００３３】
配向膜１２は、液晶層１１の液晶分子に所定の分子配向性を与える膜である。透明電極１４は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide／インジウムスズ酸化物）等からなり、配向膜１２の外側に絶縁層１３を介して蒸着されている。透明基板としてのガラス基板１５は、透光性を有するガラス素材からなり、偏光光学素子１０の最外部（最上層）に保護層として設けられている。
【００３４】
この偏光光学素子１０が透過光に対して付加する位相差は、電圧が印加されていない無電位状態では、液晶分子の屈折率変化の値であるΔｎと、配向膜１２間の厚さｄと、の積（Δｎ×ｄ）により算出される。電圧が印加された状態では、印加されている電圧とその偏光光学素子１０の印加特性（位相差と電圧との関係）に応じて決定される。
【００３５】
偏光光学素子１０上の各領域の位相制御は、その領域に印加する電圧を制御することで行う。このような領域毎の位相制御を可能とするために、偏光光学素子１０の透明電極１４はマトリクス状（格子状）に配置されている。
【００３６】
図２に、偏光光学素子１０を上方から見たときの透明電極１４の電極パターンを示す。図２に示すように、透明電極１４はマトリクス状に配置されている。具体的には、微細な短冊状の透明電極１４が複数並べて配置され（Ｘ１〜Ｘ５／Ｘアドレス）、液晶層１１を挟んだ反対側に同様の透明電極１４が９０度回転されて配置されている（Ｙ１〜Ｙ５／Ｙアドレス）。各透明電極１４はそれぞれ独立して設けられており、透明電極１４毎に異なる電圧を印加することが可能となっている。
【００３７】
透明電極１４への電圧印加制御は、偏光光学素子１０の外部に設けられた制御基板によりなされる。制御基板は、対応するレーザ波長やフィードバック信号に基づいて印加する電圧を制御する。
【００３８】
透明電極１４の重なり合うところ（存在する層が異なるので直接重なっているわけではない）が、格子点として実際に液晶分子に電圧を印加するポイント（地点）となる。なお、液晶分子に印加する電圧は、そのポイントでのＸアドレス電圧とＹアドレス電圧の差の絶対値で表される。
【００３９】
次に、偏光光学素子１０の電圧印加制御について説明する。制御基板は、ある位相差を持つ領域を偏光光学素子１０上の任意の箇所に形成し（以下、「任意の領域」）、この「任意の領域」以外の領域を任意の領域の位相差とは異なる位相差を持つ領域として形成する（以下、「他の領域」）。
【００４０】
上記のように各領域を形成するには、「任意の領域」の位相差と「他の領域（任意の領域以外の領域）」の位相差とが異なるように電圧を印加する必要がある。すなわち、「任意の領域」に印加する電圧と「他の領域」に印加する電圧とを異ならせ、かつ、「他の領域」に印加する電圧を一様な値にしなければならない。
【００４１】
そこで、図３、図４に示すように、「任意の領域」と「他の領域」に３：１の比率で電圧を印加する。具体的には、Ｘアドレス（Ｙアドレス）方向で「任意の領域」を形成する透明電極１４と「他の領域」を形成する透明電極との電圧比を３：１で逆相に設定し（−１．５と０．５）、Ｙアドレス（Ｘアドレス）方向についても「任意の領域」を形成する透明電極１４と「他の領域」を形成する透明電極１４との電圧比を３：１で逆相に設定する（１．５と−０．５）。
【００４２】
各領域の電位差（電圧）は、Ｘアドレス電圧とＹアドレス電圧の差で表されるが、図３、図４についてこれを見てみると、「任意の領域」と「他の領域」の電位差比の絶対値は３：１となっており、「任意の領域」の電位差と「他の領域」の電位差とが異なった電位差で、かつ、「他の領域」が一様な電位差になっていることがわかる。
【００４３】
なお、一般的に液晶技術においては、液晶分子の電気分解を防止するために交流化駆動を行うので、図３（図４）で印加した電圧と、図３（図４）と正負を反転させた電圧と、を繰返し印加することになるが、位相差は液晶素子に印加する電位差（電圧）の絶対値によってのみ決定されるので、電位差の正負（極性）が逆であっても位相差は変わらない。よって、各領域の付加する位相差は、印加される電圧が一定である限り変化することはない。
【００４４】
液晶分子は、基本特性として、電位差変化に対して位相差変化の少ない電圧値（以下、「電圧閾値」）を有しており、この電圧閾値を超えない電圧を印加されても液晶分子の配向はほとんど変化せず透過光の位相差も生じない。本実施形態の偏光光学素子１０では「任意の領域」と「他の領域」に印加する電圧比を３：１に設定するが、高電位側（比率３の側）である「任意の領域」は所望の位相差を得ることのできる電圧に設定し、低電位側（比率１の側）である「他の領域」は電圧閾値以下の電圧に設定する。この点については、各実施形態において、具体的に説明する。
【００４５】
上述のように、本実施形態の偏光光学素子１０及びその制御基板は、偏光光学素子が付加する位相差を所望の値に設定し、かつ、その位相差を付加する領域についても所望の箇所に設定できるので、融通性のある自由な光学素子を実現することが可能となる。
【００４６】
以下、偏光光学素子１０及び制御基板の駆動形態を実施形態に即して説明する。
【００４７】
＜第１の実施形態＞
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。本実施形態では、「任意の領域」の透過光にλ／４の位相差が付加され、「他の領域」の透過光に３／４λの位相差が付加されるように、偏光光学素子１０に電圧を印加する。
【００４８】
実際に印加する電圧については、次のように設定する。例えば７８０ｎｍのレーザ光に対応して使用する場合には、Δｎ×ｄで表される位相差が５８５ｎｍ（７８０ｎｍの３／４）付近になるように偏光光学素子１０のΔnとｄを決定する。
【００４９】
決定された偏光光学素子１０に対して、位相特性より決定された電圧を印加する。図５は位相特性を示すグラフである。このグラフに基づいて、まず、３／４λの位相差を付加する「他の領域」に印加する電圧を決定する。これについては、波長７８０ｎｍのグラフが位相差５８５ｎｍを取る電圧であるので０．９３Ｖとなる。また、上述したように「任意の領域」と「他の領域」に印加する電圧比は３：１に設定するので、λ／４の位相差を付加する「任意の領域」の電圧は０．９３Ｖの３倍の２．８Ｖの電圧となる。「任意の領域」に２．８Ｖを、「他の領域」に０．９３Ｖの電圧を印加すると、上記の位相差を付加することのできる偏光光学素子１０を実現できる。
【００５０】
このような「任意の領域」の透過光にλ／４の位相差を付加し、「他の領域」の透過光に３／４λの位相差を付加することのできる偏光光学素子１０は、例えば、光ピックアップ装置の光アイソレータとして利用することができる。
【００５１】
本実施形態の偏光光学素子１０を光アイソレータとして適用した光ピックアップ装置について、図６を参照して説明する。図６は、多層構造光ディスク対応の記録再生装置の光ピックアップ装置の構成を示す。
【００５２】
光ピックアップ装置２０は、レーザダイオード２１と、コリメートレンズ２２と、ビームスプリッタ２３と、エキスパンダレンズ２４ａ，２４ｂと、偏光光学素子１０と、反射プリズム２５と、対物レンズ２６と、検出レンズ２７と、受光素子２８と、から構成されている。
【００５３】
レーザダイオード２１は、レーザ光（光ビーム）を発するレーザ光源であり、例えば、波長７８０ｎｍのレーザ光を発する。コリメータレンズ２２は、レーザダイオード２１から射出されたレーザ光を平行光ビームにする。
【００５４】
平行光ビームは、ビームスプリッタ２３、エキスパンダレンズ２４ａ、偏光光学素子１０を透過する。この際、エキスパンダレンズ２４ａにより絞られた光ビームは、偏光光学素子１０の「任意の領域」を透過し、λ／４の位相を付加される。
【００５５】
そして、該光ビームは、エキスパンダレンズ２４ｂ、反射プリズム２５を通り、対物レンズ２６により集光されて光ディスク３０の記録再生対象の層を焦点に照射される。照射された光ビームは光ディスク３０で反射され、対物レンズ２６、反射プリズム２５、エキスパンダレンズ２４ｂを通り、再び偏光光学素子１０に到達する。
【００５６】
なお、光ディスク３０で反射した光ビームには、記録再生対象の層で反射したものと記録再生対象外の層で反射したものとがあるが、記録再生対象の層で反射した光ビームについては、往路と一緒で偏光光学素子１０の「任意の領域」を透過し、λ／４の位相を付加される。これにより延べλ／２の位相を付加されたので、偏光面が９０度回転し、往路と偏光面が９０度異なる光ビームとなる。よって、この光ビームはビームスプリッタ２３により反射され、検出レンズ２７、受光素子２８に導かれ検出される。
【００５７】
他方、記録再生対象外の層で反射した光ビームについては、偏光光学素子１０の「他の領域」を透過し、３／４λの位相を付加される。これにより延べλの位相を付加されたので、偏光面は変化せず、往路と同一の偏光面の光ビームとなる。よって、この光ビームはビームスプリッタ２３を透過するので、記録再生対象外の層の反射光が受光素子２８に導かれることはない。
【００５８】
よって、記録再生対象外の層の反射光がフレア光となって受光素子２８に投影されることがなくなるので、サーボ信号誤差の発生や再生信号の劣化の発生を抑制することが可能となる。また、本実施形態の偏光光学素子１０は、偏光光学素子１０上の領域に自由に「任意の領域」を形成することができるので、メカニカルな固定開口ではできなかった微細な調整を行うことが可能となる。
【００５９】
なお、このような領域形成制御は、光ピックアップ装置２０の受光素子２８の検知信号に基づいて制御調整を行うフィードバック制御・クローズドループ制御を制御基板が行うことで実現される。
【００６０】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態では、「任意の領域」の透過光にλ／４の位相差が付加され、「他の領域」の透過光にλの位相差が付加されるように、偏光光学素子１０に電圧を印加する。
【００６１】
実際に印加する電圧については、次のように設定する。例えば７８０ｎｍのレーザ光に対応して使用する場合には、Δｎ×ｄで表される位相差が７８０ｎｍ付近になるように偏光光学素子１０のΔnとｄを決定する。
【００６２】
決定された偏光光学素子１０に対して、位相特性より決定された電圧を印加する。図７は位相特性を示すグラフである。このグラフに基づいて、まず、λの位相差を付加する「他の領域」に印加する電圧を決定する。これについては、波長７８０ｎｍのグラフが位相差７８０ｎｍを取る電圧であるので１．１Ｖとなる。また、上述したように「任意の領域」と「他の領域」に印加する電圧比は３：１に設定するので、λ／４の位相差を付加する「任意の領域」の電圧は１．１Ｖの３倍の３．３Ｖとなる。「任意の領域」に３．３Ｖを、「他の領域」に１．１Ｖの電圧を印加すると、上記の位相差を付加することのできる偏光光学素子１０を実現できる。
【００６３】
本実施形態により、偏光光学素子１０上の領域に、自由にλ／４の位相差を付加する「任意の領域」を形成することができる。すなわち、偏光光学素子１０上の領域に、自由にλ／４波長板を形成することができる。
【００６４】
＜第３の実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。本実施形態では、「任意の領域」の透過光にλ／２の位相差が付加され、「他の領域」の透過光にλの位相差が付加されるように、偏光光学素子１０に電圧を印加する。
【００６５】
実際に印加する電圧については、次のように設定する。例えば７８０ｎｍのレーザ光に対応して使用する場合には、Δｎ×ｄで表される位相差が７８０ｎｍ付近になるように偏光光学素子１０のΔnとｄを決定する。
【００６６】
決定された偏光光学素子１０に対して、位相特性より決定された電圧を印加する。図８は位相特性を示すグラフである。このグラフに基づいて、まず、λの位相差を付加する「他の領域」に印加する電圧を決定する。これについては、波長７８０ｎｍのグラフが位相差７８０ｎｍを取る電圧であるので０．７Ｖとなる。また、上述したように「任意の領域」と「他の領域」に印加する電圧比は３：１に設定するので、λ／２の位相差を付加する「任意の領域」の電圧は０．７Ｖの３倍の２．１Ｖとなる。「任意の領域」に２．１Ｖを、「他の領域」に０．７Ｖの電圧を印加すると、上記の位相差を付加することのできる偏光光学素子１０を実現できる。
【００６７】
本実施形態により、偏光光学素子１０上の領域に、自由にλ／２の位相差を付加する「任意の領域」を形成することができる。すなわち、偏光光学素子１０上の領域に、自由にλ／２波長板を形成することができる。
【００６８】
＜第４の実施形態＞
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。本実施形態では、偏光光学素子１０をアッテネータとして使用するために、図９に示すように、偏光光学素子１０の後段に検光子４０を設けている。なお、アッテネータとは、光の透過／遮光の切り替えや光量調整を行うデバイスである。
【００６９】
偏光光学素子１０と検光子４０とが図９に示すような位置関係にあり、検光子４０が持つ光学軸が水平方向で、偏光光学素子１０の「任意の領域」が透過光にλの移送を付加し、「他の領域」が透過光にλ／２の位相を付加するアッテネータを想定する。このアッテネータに対して水平方向に偏光する光ビームが入射するとして、この光ビームが偏光光学素子１０の「他の領域」を透過する場合には、この光ビームは検光子４０において遮光されることになる。何故なら光ビームが「他の領域」を透過すると、λ／２の位相が付加され、光ビームの偏光面が９０度回転し、偏光方向が水平方向から垂直方向に変化するが、垂直方向の偏光方向では水平方向の光学軸を有する検光子４０を透過することができないからである。
【００７０】
他方、「任意の領域」を透過する光ビームについてはλの位相が付加されるが、これによっては偏光方向自体は変化しないので、偏光方向は水平方向のまま検光子４０に到達する。偏光光学素子１０の偏光方向と、検光子４０の光学軸とは互いに水平方向であるので、この光ビームについては検光子４０を透過することになる。
【００７１】
ここで、光量という概念を考慮すると、アッテネータを透過する光量は、「任意の領域」が付加する位相差に応じて変化する。例えば、アッテネータを透過する光ビームの光量が最大値であるのは、「任意の領域」が付加する位相差がλで、検光子４０を完全に透過する場合である。何故なら、完全透過すれば元の入射光と光量は同値になるからである。また、アッテネータを透過する光ビームの光量が最小値であるのは、「任意の領域」が付加する位相差がλ／２で、検光子４０で完全に遮光される場合である。何故なら、完全遮光されれば光量は当然ゼロだからである。
【００７２】
そこで、本実施形態では、「任意の領域」の透過光にλ〜λ／２の位相差が付加され、「他の領域」の透過光にはλ／２の位相差が付加されるように、偏光光学素子１０に電圧を印加する。
【００７３】
実際に印加する電圧については、次のように設定する。例えば４００ｎｍのレーザ光に対応して使用する場合には、Δｎ×ｄで表される位相差が６００ｎｍ（４００＋４００／２ｎｍ）付近になるように偏光光学素子１０のΔnとｄを決定する。
【００７４】
決定された偏光光学素子１０に対して、位相特性より決定された電圧を印加する。図１０は位相特性を示すグラフである。このグラフに基づいて、まず、λの位相差を付加する「任意の領域」に印加する電圧を決定する。これについては、波長４００ｎｍのグラフが位相差４００ｎｍを取る電圧であるので１．８Ｖとなる。また、λ／２の位相差を付加する「任意の領域」に印加する電圧については、波長４００ｎｍのグラフが位相差２００ｎｍの値を取る電圧であるので２．８Ｖとなる。
【００７５】
また、上述したように「任意の領域」と「他の領域」に印加する電圧比は３：１に設定するので、「他の領域」に印加される電圧値は、０．６Ｖ〜０．９３Ｖの間となる。なお、この電圧値の範囲においては、「他の領域」には、６００ｎｍの位相差、すなわちλ／２（正確には３／２λ）が与えられる。
【００７６】
よって、１．８〜２．８Ｖの間で「任意の領域」の電圧を印加することにより、光の透過／遮光の切り替えや光量調整を行うアッテネータを実現することができる。
【００７７】
＜付記事項＞
なお、上述した偏光光学素子１０は、素子自体の温度変化によって付加する位相差が変化してしまう。そこで、素子の温度変化に応じて印加する電圧を変えることで、「任意の領域」において付加される位相差と「他の領域」において付加される位相差とが変化しないように制御することが望ましい。
【００７８】
図１１に、素子温度が０℃、３０℃、６０℃の場合での偏光光学素子１０が付加する位相差のグラフを示す。グラフから、低電位側での位相変化は急峻で、高電位側の位相変化はなだらかであることがわかる。ここでは、この特性を利用して低電位での位相差が変化しないように各素子温度での印加電圧を設定し、高電位では電位差比が３：１になるように設定する。
【００７９】
例えば、図１１の特性を示す偏光光学素子１０において、「任意の領域」の透過光にλ／４の位相差を付加し、「他の領域」の透過光にλの位相差を付加させるとして（第２の実施形態）、これを波長６５０ｎｍのレーザ光に対応させるには、低電位側で６５０ｎｍを取る印加電圧をまず決定する。グラフから、０℃での印加電圧は１．６Ｖ、３０℃での印加電圧は１．４Ｖ、６０℃の場合での印加電圧は１．１Ｖであることがわかる。そして高電位側については、それぞれの低電位側印加電圧を３倍した４．９Ｖ、４．２Ｖ、３．８Ｖを印加する。
【００８０】
上記のように、素子温度に応じて印加電圧を変化させることで、温度変化による位相差の変化をなくすことが可能となるので、素子温度に影響されずに所望の位相差を与えられる偏光光学素子１０を実現することが可能となる。
【００８１】
なお、このような温度変化に対する印加電圧の変更は、偏光光学素子１０近傍に温度を測定する検温計を設け、該検温計から得られた偏光光学素子１０の温度に応じて制御基板が印加電圧を変更するフィードバック制御・クローズドループ制御を行うことで実現される。
【００８２】
また、第１の実施形態においては、λ／４の位相差を付加する領域と３／４λの位相差を付加する領域とを形成したが、この位相差を一般式で表すと、（２ｎ−１）λ／４と（２ｎ＋１）λ／４となる（但し、ｎは１以上の整数）。よって、第１の実施形態において付加する位相差は、λ／４、３／４λという値に限定されず、この一般式で表される値であればよい。同様に、第２の実施形態において付加する位相差は、（２ｎ−１）λ／４とｎλ、第３の実施形態において付加する位相差は、（２ｎ−１）λ／２とｎλという一般式で表される値であればよい。
【００８３】
なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施形態の一例を示すものにすぎず、本発明の実施の形態を限定する趣旨のものではない。よって、本発明は上述の実施形態に限定されることはなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形実施を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】偏光光学素子の構成を示す図である。
【図２】透明電極の配置を示す図である。
【図３】透明電極に印加する電圧の割合を説明するための図である。
【図４】透明電極に印加する電圧の割合を説明するための図である。
【図５】印加特性を示すグラフである。
【図６】光ピックアップ装置の構成を示す図である。
【図７】印加特性を示すグラフである。
【図８】印加特性を示すグラフである。
【図９】アッテネータの構成を説明するための図である。
【図１０】印加特性を示すグラフである。
【図１１】素子温度と印加特性の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００８５】
１０    偏光光学素子
１１    液晶層
１４    透明電極
２０    光ピックアップ装置
４０    検光子
【図１】
2006344332.tif 000003
【図２】
2006344332.tif 000004
【図３】
2006344332.tif 000005
【図４】
2006344332.tif 000006
【図５】
2006344332.tif 000007
【図６】
2006344332.tif 000008
【図７】
2006344332.tif 000009
【図８】
2006344332.tif 000010
【図９】
2006344332.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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